Самый твердый камень на земле после алмаза. Самый твердый минерал в природе. Талисманы и амулеты

Алмаз больше не самый твёрдый природный материал в мире

Драгоценный камень некоторое время назад потерял свой титул самого твёрдого материала в мире, уступив искусственным наноматериалам немного большей твёрдости. Сегодня редкое натуральное вещество, по всей видимости, оставит всех прочих позади – оно на 58% твёрже алмаза.

Зиченг Пэн (Zicheng Pan) из Шанхайского университета Цзяо Тун совместно с коллегами смоделировал, как атомы в двух субстанциях предположительно имеющих свойства очень твёрдых материалов будут реагировать на воздействие специального датчика.

Первый — вюрцит бор нитрид имеет сходную с алмазом структуру, но состоит из других атомов.

Второй – минерал лонсдейлит, или гексагональный алмаз, состоит из атомов углерода, таких как алмаз, но они организованы по-другому.
Моделирование показало, что вюрцит бор нитрид способен выдержать на 18% больше воздействия, чем алмаз, а лонсдейлит – на 58% больше. Если результаты подтвердятся в рамках физических экспериментов, оба материала окажутся намного твёрже любого известного вещества.

Но произвести такие испытания будет не просто, т.к. оба материала не часто встречаются в природе.

Редкое вещество лонсдейлит формируется, когда метеориты, содержащие графит падают на Землю, а вюрцит бор нитрид формируется в процессе вулканических извержений при высоких температурах и давлении.

При успешных результатах вюрцит бор нитрид может стать наиболее применимым из двух, благодаря тому, что он устойчивый к кислороду при более высоких температурах, чем алмаз. Это делает его идеальным для применения на концах режущих и сверлильных инструментов, работающих при очень высоких температурах, или в качестве коррозиеустойчивых плёнок – на поверхности космических кораблей, например.

Парадоксально, своей твёрдостью вюрцит бор нитрид обязан гибкости связей между атомами, которые его образуют. Когда материал подвергается воздействию, некоторые связи меняют направление почти на 90º, чтобы ослабить напряжение. После того, как алмаз и вюрцит бор нитрид были подвергнуты одному и тому же процессу, что-то в структуре вюрцит бор нитрида сделало его почти на 80% твёрже, утверждает соавтор исследования Чанфенг Чен (Changfeng Chen) из университета Невады в Лас-Вегасе.

Учёные подчёркивают, для того, чтобы доказать теорию, необходимы монокристаллы каждого из материалов. На данный момент не существует способов изолировать или вырастить такие кристаллы.

Самый прочный камень в природе. Свойства, применение, добыча, интересные факты о минерале

Современной науке геологии известны тысячи самых разнообразных минералов и горных пород. И уж кто-кто, а геологи точно знают, какой камень самый прочный в мире. А знаете ли вы ответ на этот вопрос? Если нет, обязательно прочитайте нашу статью.

Самый прочный камень – это…

Природой создано огромное количество различных минералов. Одни из них настолько мягкие, что крошатся в руках. А вот другие не деформируются даже от самого сильного удара. Какой камень самый прочный в природе? Давайте разбираться.

Если говорить исключительно о минералах, то ответ очевиден – это алмаз. Данное природное образование является одной из форм чистого углерода, которая образуется в недрах Земли на значительных глубинах. Минерал находится на вершине шкалы Мооса с абсолютной твердостью в 1600 единиц. Кроме того, алмаз обладает еще и таким качеством, как метастабильность (то есть, способностью существовать неограниченно долгий период времени при нормальных условиях среды).

Читать еще:  Церковные праздники: даты, объяснения и традиции. Российские праздники

Стоит отметить, что под словом «камень» может подразумеваться еще и такое понятие, как горная порода (агрегат из одного или нескольких видов минералов). Определить абсолютного рекордсмена по твердости среди горных пород не так просто. Чаще всего в список самых прочных камней попадают следующие породы:

Однако далее в нашей статье мы уделим особое внимание именно алмазу – самому прочному камню среди минеральных образований.

Минерал алмаз: основные свойства

Итак, самый дорогой, самый желанный, самый красивый и самый прочный камень на Земле – это алмаз. И с этим сложно поспорить. Впрочем, само название этого минерала более чем красноречиво. Слово «алмаз» в переводе с древнегреческого языка означает «несокрушимый».

Первые исторические свидетельства о прозрачном камне невиданной прочности пришли к нам из Древней Индии и Китая. При этом индусы называли его фарий. А вот китайцы еще в третьем тысячелетии до нашей эры применяли алмазы для шлифовки своих церемониальных топоров, изготовленных из корунда.

Какими же физико-механическими свойствами обладает самый прочный камень в мире? Давайте перечислим самые основные из них:

  • Блеск: алмазный.
  • Цвет черты: нет.
  • Твердость: 10 (по шкале Мооса).
  • Плотность: 3,47-3,55 г/см 3 .
  • Излом: раковистый до занозистого.
  • Сингония: кубическая.
  • Теплопроводность: 900-2300 Вт/(м·К) (очень высокая).

Наиболее распространенная окраска алмазов – желтая или бесцветная. Реже всего в природе встречаются минералы зеленого, синего, красного или черного цвета. Еще одно важное свойство всех алмазов – это способность к люминесценции. Под воздействие солнечного света они начинают светиться и переливаться различными цветами и оттенками.

7 интересных фактов об алмазах

  • Алмаз, графит и уголь – все эти вещества состоят из одного и того же элемента (углерода).
  • На некоторых планетах Солнечной системы идут алмазные дожди.
  • Алмаз нельзя назвать самым редким камнем на Земле. Существует как минимум десять драгоценных камней, которые встречаются в земной коре намного реже.
  • Штаб-квартира крупнейшей компании по добыче и обработке природных алмазов расположена в Йоханнесбурге (ЮАР).
  • При определенных условиях алмазы можно синтезировать из текилы или арахисового масла.
  • Луч света, проходящий сквозь тело данного минерала, снижает свою скорость в два раза.
  • 80% добываемых сегодня алмазов используется в промышленных целях.

Главные месторождения алмазов

Алмазы образуются на глубине 80-150 километров под воздействием колоссального давления и температуры. Затем благодаря вулканической деятельности они поднимаются ближе к поверхности нашей планеты, образуя при этом вертикальные месторождения – кимберлитовые трубки. Вот так, например, выглядит горловина такой трубки в Якутии (алмазный карьер «Мир»):

Помимо этого, некоторые алмазы могут иметь и метеоритное происхождение. Такие минералы образуются при контакте космического тела с поверхностью Земли. Так, «внеземные алмазы» были обнаружены в Большом Каньоне в США.

Так уж сложилось, что самые богатые залежи алмазов на Земле сосредоточены в недрах Африки. Именно здесь базируется крупнейшая по добыче ценного минерала компания в мире – De Beers. Алмазы сегодня активно добываются в ЮАР, Анголе, Ботсване, Намибии, Танзании, России, Канаде, Австралии. Лидером российской алмазной промышленности является компания «АЛРОСА».

Применение алмазов в промышленности

Не стоит думать, что алмазы используют исключительно в ювелирном деле. Самый твердый камень нашел широкое применение также в промышленности. В частности, из него производят сверхпрочные сверла, ножи, резцы и прочие изделия. Алмазный порошок (по сути, отходы, получаемые при обработке природных алмазов) применяется как абразив при производстве точильных дисков и кругов.

Читать еще:  Стихи скучаю по тебе. Скучающие цитаты и статусы

Используют алмазы также в ядерной энергетике и квантовой электронике. Еще одна крайне перспективная сфера в наши дни – микроэлектроника на алмазных подложках.

Гексагональный алмаз

Еще десять лет назад алмаз можно было считать самым твердым материалом на Земле. Но в 2009 году группа ученых из Китая и США сумела доказать ложность такого утверждения. По их убеждению, самым прочным веществом в мире является искусственный материал под названием лонсдейлит (или гексагональный алмаз).

При помощи метода компьютерного моделирования ученым удалось установить, что данный материал на 58% прочнее, нежели алмаз. И если последний разрушается при давлении в 97 гигапаскалей, то лонсдейлит способен выдерживать нагрузки в 152 гигапаскалей.

Однако гексагональный алмаз существует пока только лишь в теории. Впрочем, ученые сомневаются, что новый материал когда-либо будет применяться на практике. Ведь процесс его получения является чрезвычайно сложным и дорогостоящим.

ТОП-10 самых твердых минералов в мире

Для измерения твердости минералов используют шкалу Мооса. Фридрих Моос был немецким геологом и кристаллографом, который разработал такую шкалу, чтобы сравнивать минералы по твердости путем применения метода царапанья. «Царапанье» означает создание на поверхности минерала видимых повреждений или канавок другим минералом или материалом. В шкале Мооса есть 10 минералов, которые взяты за эталон. К примеру, один минерал может резать стекло, но не царапает алмаз. Эту шкалу и сейчас активно используют металлурги и люди, которые работают с различными минералами. Давайте посмотрим на список из 10 самых твердых минералов в мире и двух новых минералов, которые были открыты недавно.

Тальк — это податливый минерал, состоящий из гидратированного силиката магния. По шкале из десяти самых твердых минералов указан с твердостью 1. Только цезий, рубидий с твердостью 0,2-0,3 и литий, натрий, калий с твердостью 0,5-0,6 мягче талька. Его можно поцарапать ногтем, обрабатывается гипсом. Этот минерал многим известен как детская присыпка, также он используется в спорте для уменьшения скольжения и предотвращения образования мозолей.

Тальк не может поцарапать гипс, поэтому он на втором месте в шкале Мооса. Гипс является сульфатным минералом, состоящим из гидрата сульфата кальция. Его можно использовать в качестве удобрения. Различные гипсовые смеси использовались ещё в скульптурах Месопотамии, Древнего Рима и Византии. Широко используется в медицине и в скульптуре.

Орбитальные снимки с разведывательного аппарата на Марсе указывают на существование гипсовых дюн в северном полушарии Красной планеты. США, Индия и Бразилия являются странами с самыми большими запасами гипса в мире.

Кальцит относится к карбонатной группе минералов и является наиболее твердым полиморфом карбоната кальция. Он является распространённым компонентом осадочных пород, которые образовались из мертвых морских организмов. По Моосу он имеет твердость 3 с удельным весом 2,71. Самая известная природная пещера, которая состоит их кальцита это «Снежная река», округ Линкольн в штате Нью-Мексико. Кстати, на нашем сайте thebiggest.ru вы можете найти множество интересной информации в статье про самые большие пещеры в мире.

Флюорит или плавиковый шпат — это разноцветный минерал. Из-за своей податливости и легкости в обработке часто используется для изготовления украшений и в декоре. Довольно распространенный на Земле минерал, самые большие запасы которого отмечены в Китае, Мексике, Южной Африке. Но основное использование этого минерала происходит в оптике для изготовления линз. Также он легко поддается плавлению, другое его название «текучий».

Читать еще:  Схема вязания снуда косами спицами с описанием. Снуд спицами узорами из кос

Апатит представляет группу фосфатных минералов, которые известны как гидроксилапатиты, фторопатиты и хлоропатиты. В промышленных масштабах добывается редко. Есть крупные залежи в России, также в Бразилии и некоторых других странах. Основное применение апатита — производство удобрений, поскольку он является хорошим источником фосфора, который так необходим почве и растениям. Редко применяется в ювелирном деле, так как он довольно хрупкий.

Ортоклаз является важным минералом, который образует магматические породы. Он также является компонентом в большинстве гранитных и других вулканических породах. Его используют в качестве сырья для изготовления стекла и разных керамических изделий, таких как фарфор. Также нередко это компонент чистящего порошка.

Кварц является вторым по распространенности минералом в земной коре после ортоклаза. Существует много различных сортов кварца. Это основной компонент осадочных и метаморфических пород. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами, то есть при деформировании или другом воздействии могут вырабатывать электрический разряд. Применяется очень широко. Это и кварцевые генераторы, кварцевые часы, изготовления стекла и электронных приборов.

Топаз является силикатным минералом алюминия и фтора. Имеет кристаллическую решетку пирамидальной формы. Чистый топаз прозрачный и бесцветный, но обычно окрашен разными примесями. Топаз может иметь различные цвета: желтый, бледно-серый, красноватый или сине-коричневый. Этот минерал является полудрагоценным. Большие запасы топаза находятся в Шри-Ланке, Германии, Австралии, Норвегии, Японии, Мексике, Бразилии и США.

Корунд — второй по твердости минерал в шкале Мооса. Это кристаллическая форма оксида алюминия со следами железа, ванадия, хрома и титана. Чистый корунд прозрачный, но с примесями может иметь различные цвета. В зависимости от цвета имеет разные названия. Красный корунд нам известен как рубин, оранжево-желтый — падпараджа, остальные цвета — сапфир или по-старому изумруд. Это драгоценный минерал.

Алмаз — самый твердый из известных природных минералов в шкале Мооса. Его твердость зависит от его чистоты, а самый чистый и твердый можно поцарапать только другими алмазами. Некоторые синие алмазы являются природными полупроводниками, некоторые — изоляторами, а остальные — электрическими проводниками. Ежегодно в мире добывается около 26 т алмазов, из которых 50% приходится на Центральную и Южную Африку. Только другой алмаз может разрушить или распилить алмаз. Для их обработки используют абразивы с нанесением алмазной пыли. О самых крупных месторождениях алмаза можно узнать в этой статье.

Недавние исследования показали, что алмаз более не является самым твердым минералом на Земле. Следующие два минерала превосходят алмаз по твердости.

Вюрцит нитрид бора

На Земле существует очень небольшое количество вюрцитного нитрида бора. Минерал был либо найден естественным путем, либо синтезирован вручную. Различные исследования показали, что нитрид бора может выдерживать на 18% больше нагрузки, чем алмаз. В естественных условиях они получаются в результате извержения вулкана из-за высоких температур и огромного давления.

Лонсдейлит

Лонсдейлит также известен как гексагональный алмаз, получил свое название в честь Кэтлин Лонсдейл. Она является известным ирландским кристаллографом. В сетке имеет шесть атомов, а не восемь как алмаз. Считается, что этот минерал тверже алмаза на 58%. Его крайне сложно получить в естественных условиях. Он может образоваться при ударе метеорита, в котором содержится графит. Высочайшее давление и температура образует лонсдейлит. Чтобы его разрушить понадобиться давление в 152 гигапаскаля. Для сравнения, алмаз разрушается при давлении в 97 гигапаскалей.

Источники:

http://infuture.ru/article/1696
http://fb.ru/article/383052/samyiy-prochnyiy-kamen-v-prirode-svoystva-primenenie-dobyicha-interesnyie-faktyi-o-minerale
http://thebiggest.ru/priroda/10-samyh-tverdyh-mineralov.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector